Os físicos já conseguiram demonstrar a aceleração dos raios de luz em superfícies planas, onde a aceleração fazia com que os raios seguissem caminhos curvos. No entanto, o novo experimento ultrapassou os limites do que pode ser mostrado em laboratório. Os físicos foram os primeiros a demonstrar a aceleração de um feixe de luz em um espaço curvo. Em vez de se mover ao longo de um caminho geodésico (o caminho mais curto em uma superfície curva), o feixe foi desviado do caminho devido à aceleração.
O estudo, publicado na revista Physical Review X, “abre a porta para um novo campo de pesquisa de feixe acelerado. Até agora, a aceleração dos raios foi estudada apenas em um meio com geometria plana, como espaço livre plano ou em guias de onda. Neste artigo, os feixes ópticos seguiram caminhos curvos em um meio curvo”, diz Anatoly Patsik, físico do Instituto de Tecnologia de Israel.
O experimento bem-sucedido, realizado por físicos do Instituto de Tecnologia de Israel, da Universidade de Harvard e do Centro Astrofísico Harvard-Smithsonian, aumentará o potencial de pesquisa para futuros estudos de laboratório de fenômenos como lentes gravitacionais. Conduzindo esses experimentos em laboratório, os cientistas poderão estudar os fenômenos previstos pela teoria da relatividade geral de Einstein sob condições cuidadosamente controladas.
Primeiro, os cientistas aceleraram um feixe de laser refletindo em um modulador de luz espacial projetado para modular a amplitude, fase ou polarização das ondas de luz. O salto do feixe deste dispositivo imprime uma frente de onda específica no feixe, que acelera enquanto mantém sua forma. Os cientistas então apontaram um laser acelerado para o interior de uma lâmpada incandescente, que foi pintada para espalhar a luz e torná-la visível aos pesquisadores.
Os cientistas observaram que, movendo-se dentro da lâmpada, o feixe desviou a trajetória da linha geodésica. Comparando esse movimento a um raio que não estava acelerando, eles descobriram que, quando não havia aceleração, o raio seguiria uma linha.
Esta pesquisa pode ser o ponto de partida para pesquisas futuras sobre fenômenos que se enquadram na teoria geral da relatividade de Einstein. Patsik afirmou que “as equações da relatividade geral de Einstein determinam, entre outras coisas, a evolução das ondas eletromagnéticas no espaço curvo. Acontece que a evolução das ondas eletromagnéticas no espaço curvo de acordo com as equações de Einstein é equivalente à propagação das ondas eletromagnéticas em um ambiente material, descrito pela susceptibilidade elétrica e magnética, que pode mudar no espaço."
Este experimento deve impulsionar o desenvolvimento de pesquisas no tópico de lentes gravitacionais e anéis de Einstein, azul ou redshift gravitacional e muito mais. No futuro, os cientistas planejam estudar se os feixes de plasma (nos quais o plasma oscila em vez da luz) também podem acelerar no espaço curvo.
Ilya Khel
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